What happened to antimatter? - Rolf Landua

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Sigal Tifferet

Is it possible to create something out of nothing?

האם אפשר ליצור משהו מכלום?

Or, more precisely, can energy be made into matter?

או ליתר דיוק, האם אנרגיה יכולה להפוך לחומר?

Yes, but only when it comes together

כן, אבל רק כשהיא מתחברת

with its twin, antimatter.

עם התאום שלה, אנטי חומר.

And there's something pretty mysterious about antimatter:

ויש משהו די מסתורי באנטי חומר:

there's way less of it out there than there should be.

יש הרבה פחות ממנו ביקום משצריך להיות.

Let's start with the most famous physics formula ever:

בואו נתחיל עם הנוסחה המדעית הכי מפורסמת אי פעם:

E equals m c squared.

E שווה m כפול c בריבוע.

It basically says that mass is concentrated energy,

זה אומר בעיקרון שהמסה היא אנרגיה מרוכזת,

and mass and energy are exchangeable,

ומאסה ואנרגיה הן חלופיות,

like two currencies with a huge exchange rate.

כמו שני מטבעות עם יחס המרה עצום.

90 trillion Joules of energy

90 טריליון ג'אול של אנרגיה

are equivalent to 1 gram of mass.

שווים לגרם אחד של מאסה.

But how do I actually transform energy into matter?

אבל איך בעצם הופכים אנרגיה לחומר?

The magic word is <i>energy density</i>.

הקסם הוא בדחיסות אנרגיה.

If you concentrate a huge amount

אם אתם מרכזים כמות עצומה

of energy in a tiny space,

של אנרגיה בחלל קטנטן,

new particles will come into existence.

חלקיקים חדשים יווצרו.

If we look closer,

אם תביטו מקרוב יותר,

we see that these particles always come in pairs,

אנחנו רואים שהחלקיקים האלה תמיד באים בזוגות,

like twins.

כמו תאומים.

That's because particles always have a counterpart,

זה בגלל שלחלקיקים תמיד יש שותף,

an antiparticle,

אנטי חלקיק,

and these are always produced

ואלה תמיד נוצרים

in exactly equal amounts: 50/50.

בדיוק בכמויות שוות: 50/50.

This might sound like science fiction,

זה אולי נשמע כמו מדע בדיוני,

but it's the daily life of particle accelerators.

אבל אלה החיים היום יומיים של מאיצי חלקיקים.

In the collisions between two protons

בהתנגשויות בין שני פרוטונים

at CERN's Large Hadron Collider,

במרסק ההדרונים הגדול של CERN,

billions of particles and antiparticles

מיליארדי חלקיקים ואנטי חלקיקים

are produced every second.

נוצרים כל שניה.

Consider, for example, the electron.

חישבו, לדוגמה, על האלקטרון.

It has a very small mass and negative electric charge.

יש לו מאסה קטנה ומטען חשמלי שלילי.

It's antiparticle, the positron,

לאנטי חלקיק שלו, הפוזיטרון,

has exactly the same mass,

יש בדיוק את אותה מאסה,

but a positive electric charge.

אבל מטען חשמלי חיובי.

But, apart from the opposite charges,

אבל, חוץ מהמטענים המנוגדים,

both particles are identical and perfectly stable.

שני החלקיקים הם זהים לחלוטין ויציבים לגמרי.

And the same is true for their heavy cousins,

ואותו הדבר נכון לבני הדודים הכבדים שלהם,

the proton and the antiproton.

הפרוטון והאנטי פרוטון.

Therefore, scientists are convinced

לכן, מדענים משוכנעים

that a world made of antimatter

שעולם עשוי מאנטי חומר

would look, feel, and smell just like our world.

יראה, ירגיש, ויריח בדיוק כמו העולם שלנו.

In this antiworld,

באנטי עולם הזה,

we may find antiwater,

אולי נמצא אנטי מים,

antigold,

אנטי זהב,

and, for example,

ולדוגמה,

an antimarble.

אנטי גולות.

Now imagine that a marble and an antimarble

עכשיו דמיינו שגולה ואנטי גולה

are brought together.

מקורבות אחת לשניה.

These two apparently solid objects

שני החפצים המוצקים לכאורה האלה

would completely disappear

יעלמו לחלוטין

into a big flash of energy,

להבזק גדול של אנרגיה,

equivalent to an atomic bomb.

ששווה לפצצה אטומית.

Because combining matter and antimatter

מכיוון שחיבור חומר ואנטי חומר

would create so much energy,

ייצור כל כך הרבה אנרגיה,

science fiction is full of ideas

המדע הבדיוני מלא רעיונות

about harnessing the energy stored in antimatter,

על רתימת האנרגיה שאצורה באנטי חומר,

for example, to fuel spaceships like Star Trek.

לדוגמה, לתדלק חלליות כמו במסע בין כוכבים.

After all, the energy content of antimatter

אחרי הכל, האנרגיה שאצורה באנטי חומר

is a billion times higher than conventional fuel.

גבוהה פי מיליארד מזו שבדלק רגיל.

The energy of one gram of antimatter would be enough

האנרגיה שבגרם אחד של אנטי חומר תספיק

for driving a car 1,000 times around the Earth,

להניע מכונית 1,000 פעמים מסביב לכדור הארץ,

or to bring the space shuttle into orbit.

או להביא את מעבורת החלל למסלול.

So why don't we use antimatter for energy production?

אז למה אנחנו לא משתמשים באנטי חומר לייצור אנרגיה?

Well, antimatter isn't just sitting around,

ובכן, אנטי חומר לא יושב ומחכה,

ready for us to harvest.

מוכן שנאסוף אותו.

We have to make antimatter

אנחנו צריכים ליצור אנטי חומר

before we can combust antimatter,

לפני שאנחנו יכולים לשרוף אנטי חומר,

and it takes a billion times more energy

וזה לוקח פי מיליארד יותר אנרגיה

to make antimatter

ליצור אנטי חומר

than you get back.

משאתם מקבלים חזרה.

But, what if there was some antimatter in outer space

אבל, מה אם היה אנטי חומר בחוץ בחלל

and we could dig it out one day

ונוכל לכרות אותו יום אחד

from an antiplanet somewhere.

מאנטי פלנטה היכן שהוא.

A few decades ago, many scientists believed

לפני כמה עשורים, הרבה מדענים האמינו

that this could actually be possible.

שזה אפשרי.

Today, observations have shown

כיום, תצפיות הראו

that there is no significant amount of antimatter

שאין כמות משמעותית של אנטי חומר

anywhere in the visible universe,

בשום מקום ביקום הנצפה לעין,

which is weird because, like we said before,

שזה מוזר מפני, שכמו שאמרנו קודם,

there should be just as much antimatter

צריכה להיות בדיוק אותה כמות של אנטי חומר

as there is matter in the universe.

כמו שיש חומר ביקום.

Since antiparticles and particles

מאחר ואנטי חלקיקים וחלקיקים

should exist in equal numbers,

צריכים להתקיים במספרים שווים,

this missing antimatter?

האנטי חומר החסר הזה?

Now that is a real mystery.

עכשיו זו באמת תעלומה.

To understand what might be happening,

כדי להבין מה אולי קורה,

we must go back to the Big Bang.

אנחנו חייבים לחזור למפץ הגדול.

In the instant the universe was created,

ברגע שהיקום נוצר,

a huge amount of energy was transformed into mass,

כמות אדירה של אנרגיה הפכה למאסה,

and our initial universe contained

והיקום הראשוני שלנו הכיל

equal amounts of matter and antimatter.

כמויות שוות של חומר ואנטי חומר.

But just a second later,

אבל רק שניה מאוחר יותר,

most matter and all of the antimatter

רוב החומר וכל האנטי חומר

had destroyed one another,

השמידו אחד את השני,

producing an enormous amount of radiation

ויצרו כמות אדירה של קרינה

that can still be observed today.

שניתנת לצפיה אפילו היום.

Just about 100 millionths

רק בערך 100 מליונית

of the original amount of matter stuck around

מכמות החומר המקורית נשארה

and no antimatter whatsoever.

ובכלל לא אנטי חומר.

"Now, wait!" you might say,

"עכשיו חכה!" אתם אולי תאמרו,

"Why did all the antimatter disappear

"למה כל האנטי חומר נעלם

and only matter was left?"

ורק חומר נשאר?"

It seems that we were somehow lucky

נראה שהיינו בני מזל איך שהוא

that a tiny asymmetry exists

שחוסר סימטריה זעירה היתה קיימת

between matter and antimatter.

בין חומר ואנטי חומר.

Otherwise, there would be no particles at all

אחרת, לא היו חלקיקים בכלל

anywhere in the universe

בשום מקום ביקום

and also no human beings.

וגם לא בני אדם.

But what causes this asymmetry?

אבל מה גרם לחוסר הסימטריה?

Experiments at CERN are trying to find out the reason

מחקרים בCERN מנסים למצוא את הסיבה

why something exists

למה משהו קיים

and why we don't live in a universe

ולמה אנחנו לא חיים ביקום

filled with radiation only?

מלא בקרינה בלבד?

But, so far, we just don't know the answer.

אבל, עד עכשיו, אנחנו פשוט לא יודעים את התשובה.